4.1.1 被动运输 课件（29张PPT）

(共29张PPT)
第4章 细胞的物质输入和输出
第1节 被动运输 第1课时
核心素养
1.生命观念：举例说出细胞膜是选择透过性膜，认同生命的自主性。
2.科学思维：通过“探究植物细胞的吸水和失水”实验，说明水分子进出水分子植物细
胞的原理，阐明原生质层的选择透过性与质壁分离及其复原的关系。
3.社会责任：通过对一些蔬菜腌制、合理施肥等实践问题的分析与解决，引导学生学以
致用，提升学生的社会责任感，树立正确的劳动观，鼓励学生成为对社会
有用的人。（首课思政育人点）
课标要求 阐明质膜具有选择透过性。
重点难点
1.重点：阐明渗透作用的条件及原理。
2.难点：结合探究实验，分析理解细胞吸水和失水的过程及应用。
在很多超市和市场里卖菜区域，总会往青菜中喷洒水。大家想一想，为什么要往青菜中洒水呢？
1.渗透作用的概念
水分子(或其他溶剂分子)通过_______的扩散，称为渗透作用。
半透膜
扩散作用
物质从相对含量高的地方向相对含量低的地方自由运动
特殊的扩散作用
一、
渗透作用
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
Q1.漏斗内的液面为什么会升高？
单位时间
从清水流入蔗糖溶液中的水分子数
单位时间
从蔗糖溶液流入清水中的水分子数
半透膜：让小分子通过而大分子不能通过的一类多孔性薄膜的总称
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
Q2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的重力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，当
最终达到平衡，液面将不再上升。
漏斗内渗透压 = 液柱的压力,
溶液渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
渗透现象演示
蔗糖分子 水分子
思考：
① 水分子是单向的还是双向的？
②当漏斗的液面不再上升时，半透膜两侧的溶
液浓度是否相等？
水分子是双向移动的
不相等，原来浓度高的仍然高
水分子渗透方向：
低浓度溶液
高浓度溶液
水分子数多
水分子数少
不会
30%蔗糖溶液
玻璃纸
30%蔗糖溶液
30%蔗糖溶液
纱布
清水
思考和讨论： B和C的液面会升高吗？
C
B
30%蔗糖溶液
玻璃纸
清水
A
发生渗透作用的条件是什么？
①具有半透膜
②半透膜两侧的溶液具有浓度差
如果将装置中的漏斗换成细胞还会不会吸水？
水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？细胞会发生什么样的变化？
二、水进出动物细胞的原理
实验现象：将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中。一段时
间后，红细胞将会发生以下变化。
低渗溶液
等渗溶液
高渗溶液
外界溶液＜细胞质
外界溶液=细胞质
外界溶液＞细胞质
吸水膨胀
形态不变
失水皱缩
外界溶液
细胞膜
半透膜
蔗糖溶液
细胞质基质
相当于
相当于
浓度差
动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统
②细胞内溶液与外界溶液存在浓度差
①细胞膜相当于一层半透膜
1.为什么以哺乳动物的成熟红细胞为实验材料？
①哺乳动物的成熟红细胞，没有细胞核及众多的细胞器，避免细胞核及各种有膜的细胞器对细胞吸水、失水的影响；
②哺乳动物的红细胞具有运输氧气的功能，其内部有大量的血红蛋白。当将其置于低浓度溶液中时，膜两侧存在浓度差。
2.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？
这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？
血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。
3.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
是（是相当于，不是等同于）
4.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果，外界的浓度不是特别低，当下降到和外界浓度平衡，此时，红细胞将不再吸水。
5.红细胞吸水或失水取决于什么条件？
取决于红细胞内外浓度差。
生理盐水的浓度和血浆浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或者失水而出现形态结构异常。
6.想一想，临床上输液为什么要用生理盐水？
3.水进出植物细胞的原理
(1)成熟植物细胞的结构
伸缩性
细胞膜
细胞质
液泡膜
细胞液
(2)植物细胞内的液体环境主要是指_____里面的细胞液。
液泡
1.植物细胞的细胞壁能否控制水分或溶质分子进出细胞呢？
否，植物细胞的细胞壁是全透性的，水分或大部分溶质分子均可以自由地通过细胞壁。
细胞壁对细胞的失水无影响。细胞壁的作用主要是保护和支持细胞，伸缩性比较小，因有细胞壁的约束，即使细胞内外有浓度差，植物细胞也不能无限地吸水。
2.植物细胞的细胞壁能否影响吸水与失水？
成熟植物细胞模式图
细胞壁
细胞膜
细胞液
细胞质
液泡膜
渗透原理的应用——水进出植物细胞的原理
除了丰富的水之外，液泡内的细胞液中还含有无机盐离子、糖类、氨基酸等多种溶质，这也使得细胞液的渗透压较高，使植物细胞能够从细胞外吸水而保持充盈状态，因此产生的原生质体对细胞壁的侧压力，使柔软的植物组织得到了支撑。
细胞壁的保护作用体现在防止细胞因吸水过多而破裂以及将一些病原微生物阻挡在细胞外等方面；细胞壁的支持作用主要得益于大量的纤维素分子通过氢键联结成微纤维，后者又与其他多聚体相结合，形成强大的机械支撑，维持了细胞形态，也使高大的乔木顶天而立。
3.成熟植物细胞失水主要失去哪个
结构中的水呢？
成熟植物细胞的中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。
成熟植物细胞模式图
细胞壁
细胞膜
细胞液
细胞质
液泡膜
原生质层
植物细胞吸水有三种方式
(1)未形成液泡的细胞，靠吸胀作用吸水，如种子萌发过程中的吸水。
(2)液泡形成以后，细胞主要靠渗透作用吸水，如植物根毛的吸水。
(3)与渗透作用无关的代谢性吸水，是指植物细胞利用呼吸作用释放的能量使水分经过细胞膜进入细胞的过程。
以上三种方式中以渗透作用吸水为主。
【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）
提出问题
做出假设
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
表达交流
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是一层半透膜吗？
水分进出植物细胞是渗透作用，原生质层相当于一层半透膜
蔗糖溶液中细胞的液泡变小，细胞皱缩；清水中细胞的液泡变大，细胞膨胀。
预期结果：
将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察液泡、原生质层及细胞大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化。
【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）
提出问题
做出假设
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
表达交流
材料用具：紫色洋葱鳞片叶、质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、
刀片、镊子、滴管、盖玻片、吸水纸、显微镜等。
外表皮细胞
选择紫色洋葱鳞片叶外表皮，是因为其细胞液呈紫色，易观察液泡的大小变化
【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）
提出问题
做出假设
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
表达交流
方法步骤：
（1）制片：滴清水-取材-展平-盖盖玻片
（2）低倍镜观察
（3）滴0.3g/mL的蔗糖溶液
（4）低倍镜观察
（6）低倍镜观察
（5）滴清水
材料用具：紫色洋葱鳞片叶、质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、
刀片、镊子、滴管、盖玻片、吸水纸、显微镜等。
【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）
提出问题
做出假设
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
表达交流
正常状态 蔗糖溶液 清水
图像
液泡大小变化
原生质层位置
正常大小
逐渐变小
恢复原来大小
原生质层 紧贴细胞壁
原生质层逐渐脱离细胞壁
原生质层逐渐 贴近细胞壁
提出问题
做出假设
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
表达交流
结论：
(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；
(2)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
细胞失水，原生质层与细胞壁分离开来
细胞吸水，与细胞壁分离的原生质层慢慢恢复原来的状态
当外界溶液浓度 > 细胞液浓度
当外界溶液浓度 < 细胞液浓度
质壁分离
质壁分离复原
【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）
植物细胞的质壁分离和复原的条件：
（1）活细胞，有细胞壁；
（2）细胞液与外界溶液存在浓度差；
（3）细胞必须有大的液泡，最好细胞液中含有色素，这样便于观察。
紫色洋葱外表皮的液泡是紫色的，而内表皮细胞的液泡接近无色。
（4）自动发生质壁分离复原的物质：尿素、KNO3、NaCl、甘油
（它们必须是细胞需要的物质）
植物细胞吸水、失水几种现象分析：
（1）0.5g/mL的蔗糖溶液：质壁分离现象明显但不能复原。因为溶液浓度过
高，细胞过度失水，导致死亡。
（2）KNO3等无机盐溶液：能质壁分离，并能自动复原。因为细胞能主动吸收
溶液中 的K+和NO3-，使细胞液浓度增大，细胞渗透吸水。
（3）醋酸溶液：无质壁分离及复原现象，因为醋酸能杀死细胞，使原生质层
失去选择透过性。（盐酸、酒精溶液类似）
吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？
干燥口渴，外界浓度高，口腔和唇粘膜失水
对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。
盐腌制过的黄瓜,皱皱巴巴，还出水。
首课思政育人
渗透装置
渗透作用原理
动物细胞
植物细胞
细胞膜
原生质层
半透膜
实例：
洋葱细胞
渗透吸水或失水
实例：
哺乳动物
红细胞
浓度差
1.如图，在U形管中部c处装有半透膜，在a侧加入红色的细胞色素
(相对分子质 量为13000的蛋白质)的水溶液，b侧加入清水，并使a、b 两侧液面高度一致。经过一段时间后，实验结果将是（ ）
A．a、b 两液面高度一致，b侧为无色
B．a、b两液面高度一致，b侧为红色
C．a液面低于b液面，b侧为红色
D．a液面高于b液面，b侧为无色
√
2.将人的红细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡半小时之后的结果如下图所示，依照细胞外形的变化判断蔗糖溶液的浓度大小依次为
A.甲>乙>丙>丁
B.丁>甲>乙>丙
C.丙>丁>甲>乙
D.丙>乙>丁>甲
√
3．植物体内有三个相邻的细胞a、b、c，已知它们的细胞液浓度大小关系是a>b>c，那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是 (　　)
解析：细胞液的浓度越高，则吸水能力越强，a细胞液浓度最高，c细胞液浓
度最低，b细胞液浓度介于a、c细胞液浓度之间，水分的渗透方向是
由c→b→a，以及由c→a。
√